автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Интенсификация процесса экстракции коры лиственницы сибирской

На правах рукописи

Барановский Сергей Викторович

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ КОРЫ ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ

05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2005

Работа выполнена в Сибирском государственном технологическом университете, на кафедре «Машины и аппараты промышленных технологий», г. Красноярск

Научный руководитель

доктор технических наук,

профессор Алашкевич Юрий Давидович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Левин Борис Давыдович

кандидат химических наук Кузнецова Светлана Алексеевна

Ведущая организация Уральский государственный

Защита состоится « 4 » марта 2005 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.253.01 в Сибирском государственном технологическом университете по адресу 660049, Красноярск, проспект Мира, 82.

Тел./факс (3912) 66-03-90

Отзывы (в двух экземплярах с заверенными подписями) просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета

Автореферат разослан « 2 » февраля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

лесотехнический университет

кандидат химических наук, доцент

Исаева Е.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ1

Актуальность темы. В результате переработки древесины, в России образуется около 30 млн. м3 отходов окорки в год. На предприятиях лесного комплекса они перерабатываются мало и, в основном, вывозятся в отвалы. Такая утилизация отходов переработки, практически неисчерпаемого ресурса, с экономической и экологической позиции является не лучшим решением. Больше половины отходов составляет древесная кора. Сегодняшний подход к ее утилизации приводит к отравлению окружающей среды. В то же время кора признана уникальным по химическому составу сырьем, в частности, для получения дубильного экстракта. После экстракции остаток (одубина) содержит свыше 50 % полисахаридов, и может использоваться как сырье для химической переработки и биоконверсии. Тем не менее, в настоящий момент перерабатывается не более 5 % отходов окорки. Основная причина недостаточного использования коры - несовершенство аппаратурно-технологического оформления процессов, лежащих в основе данного производства. Давно устарел принцип основной технологической операции дубильно-экстрактового производства - процесс экстрагирования сырья в диффузорах периодического действия. Кроме того, в диффузорах велика продолжительность процесса экстракции и невелик выход дубильных веществ (таннидов). Совершенствование технологического процесса экстрагирования должно происходить за счет создания аппаратов непрерывного действия, которые дадут возможность интенсифицировать и автоматизировать процесс экстракции. Такая возможность может быть реализована при использовании сырья высокой степени измельчения и динамического режима экстрагирования, или же совмещении процессов измельчения и экстракции. Поэтому требуется более глубокое изучение данных процессов, являющихся основой эффективного использования древесной коры в промышленном производстве.

В диссертации предложена интенсификация переработки коры лиственницы за счет совмещения процессов размола и экстракции в гидродинамическом экстракторе, работающем по типу «струя-преграда», что позволяет перевести процесс экстракции из диффузионного режима в кинетический. При этом не только существенно уменьшается продолжительность и температура процесса экстракции, но и реализуется возможность перевода его из полунепрерывного режима в непрерывный, замены батареи диффузоров на один аппарат. Кроме того, предложенный подход к переработке коры позволяет перевести одубину в разряд сырья, пригодного для биоконверсии.

1Автор выражает искреннюю благодарность доктору технических наук, профессору

Рязановой Татьяне Васильевне за помощь, оказанную в работе над диссертацией

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в интенсификации процесса экстракции коры лиственницы сибирской гидродинамическим способом. Основные задачи исследований.

• Выявить закономерности влияния степени дисперсности коры на выход экстрактивных веществ.

• Исследовать процесс измельчения коры и установить зависимость изменения фракционного состава коры от продолжительности обработки суспензии в аппарате «струя-преграда».

• Установить влияние условий гидродинамической обработки волокнистой суспензии на выход экстрактивных веществ в аппарате «струя-преграда».

• Определить влияние продолжительности гидродинамической обработки волокнистой суспензии на изменение поверхностной структуры одубины в аппарате «струя-преграда».

• Разработать экономически обоснованную технологию переработки коры лиственницы для совершенствования дубильно-экстрактового производства.

Научная новизна. Впервые установлена закономерность изменения фракционного и химического состава коры лиственницы в процессе гидродинамической обработки. Показано, что содержание целлюлозы в частицах коры определяет деформационную стойкость частиц к разрушающему воздействию. Определено влияние условий обработки на состав и свойства экстрактов и одубины. Показано, что совмещение процессов измельчения и экстракции в аппаратах гидродинамического воздействия позволяет интенсифицировать процесс экстрагирования коры: сократить продолжительность процесса до 5 мин и увеличить выход экстрактивных веществ до 14 % без снижения доброкачественности экстракта.

Практическая ценность. Предложенный подход к переработке коры лиственницы позволил реализовать ее потенциальные возможности как сырья для производства дубильных экстрактов и перевести твердый остаток после экстракции (одубину) в разряд сырья, пригодного для биохимических производств. Совмещение процессов размола и экстракции в гидродинамическом экстракторе, работающем по типу струя-преграда, позволило уменьшить продолжительность и температуру процесса экстракции, увеличить выход дубильных веществ и реализовать возможность перевода процесса из полунепрерывного режима в непрерывный, замены батареи диффузоров на один аппарат.

Апробация работы. Результаты работы доложены на следующих научно-практических конференциях: всероссийская научно-практическая конференция «Химико-лесной комплекс - проблемы и решение» (Красноярск, 2002, 2003), всероссийская конференция «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика» (Красноярск, 2002).

Автор выносит на защиту.

• Закономерность изменения фракционного состава коры лиственницы в процессе измельчения.

• Результаты исследования химического состава фракций коры.

• Результаты исследования влияния гидродинамической обработки коры на состав и свойства экстрактов и одубины.

• Модернизацию технологической схемы Тарутинского завода дубильных экстрактов.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 печатные работы.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков и 18 таблиц. Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографии из 122 наименований, двух приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы и ее вклад в решение проблемы комплексного использования растительного сырья, разработку экологически безопасных и безотходных технологий.

В первой главе проведен анализ теоретических и экспериментальных исследований переработки отходов окорки деревьев хвойных пород, интенсификации их экстрагирования, особенностей измельчения. В химической технологии процесс измельчения очень важен и включен в большинство технологических схем, так как от величины поверхности перерабатываемого материала зависит интенсивность многих химических процессов. Также установлено, что существенное влияние на интенсивность экстрагирования растительного сырья оказывает гидродинамическое воздействие на обрабатываемый материал Тем не менее, анализ литературы позволяет говорить о недостаточной изученности процесса экстракции древесных отходов и практически об отсутствии сведений по их измельчению Кроме того, до настоящею времени нет обоснованной методики и соответствующего оборудования для подготовки корьевых материалов к переработке, которая позволила бы не только увеличить выход дубильных веществ, но позволила бы осуществить возможность эффективного использования всей биомассы коры. Применение к коре установленных закономерностей по диспергированию древесной массы или полуцеллюлозы не может реально объяснить происходящее - большие различия в лигно-углеводных матрицах этих растительных материалов. На основании анализа литературных данных сформулированы конкретные задачи, решаемые в диссертации.

Во второй главе приведено описание методов исследований химического и фракционного состава коры и одубины. Дано описание

установок и условий проведения экспериментов по исследованию совмещенных процессов измельчения и экстракции.

Объектом исследования служила кора лиственницы. Для измельчения коры использовали молотковую дробилку МИД-4 и дезинтегратор ДУ-16, в котором разрушающее воздействие на материал обеспечивает прямой высокоскоростной (Уш до 200 м/с) удар пальцев ротора. Экстрагирование коры проводили в безножевой размольной установке, работающей по типу «струя-преграда». Скорость истечения струи суспензии коры из сопла установки до удара с преградой изменяли в интервале 84 -129 м/с.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований совмещенных процессов экстракции и измельчения коры лиственницы и их обсуждение.

Процесс извлечения экстрактивных веществ является диффузионным процессом, протекающим одновременно по двум условным направлениям. Первое - внутренняя диффузия, при которой осуществляется перенос молекул или агрегатов (коллоидных частиц) растворенного вещества изнутри частицы коры к ее поверхности. Продолжительность данного процесса в целом определяется длинной пути диффундирующей молекулы изнутри частицы коры. Величина пути определяется локализацией экстрагируемых веществ в растительной клетке, степенью измельчения сырья, способностью экстрагента (вязкость, температура, размер молекул) проникать в древесное вещество и размерами молекул (частиц) самого извлекаемого вещества. В любом случае, чем ближе к границе раздела фаз кора - экстрагент располагается экстрагируемое вещество, тем скорее завершится процесс. То есть, с уменьшением размера частиц сырья уменьшается длина пути, увеличивается эффективная поверхность взаимодействия и соответственно увеличивается скорость извлечения веществ.

Второе - внешняя или конвективная диффузия, при которой происходит перенос извлекаемого вещества непосредственно с поверхности частиц в раствор. Эффективность конвективной диффузии определяется энергией внешних сил, то есть решающими факторами для скорости переноса веществ являются скорость и режим движения экстрагента.

Следовательно, чтобы сократить продолжительность экстрагирования необходимо: получить сырье с высокой степенью измельчения и обеспечить динамический режим процесса экстракции.

Измельчение коры лиственницы и влияние степени дисперсности коры на выход экстрактивных веществ

Согласно современной теории разрушения твердых тел, измельчение материала можно охарактеризовать тремя основными степенями - крупное, тонкое и сверхтонкое. При крупном измельчении размеры дефектов и микротрещин ничтожно малы по сравнению с размерами измельчаемых частиц. В области тонкого измельчения, когда размеры дефектов уже

соизмеримы с размерами частиц, раскрытие новых поверхностей происходит с включением дефектов структуры более низкого порядка, требующих высоких разрушающих напряжений. Сверхтонкое измельчение материала (на границе слипания частиц), естественно, максимально увеличивает новую поверхность материала, однако связанно с аппаратурными сложностями, большими энергозатратами и низкой продуктивностью, что не эффективно для промышленных процессов переработки, а иногда и сильно затрудняет технологическое использование материала.

Исследования фракционного состава образцов коры лиственницы после измельчения на молотковой дробилке показали, что она имеет следующий состав:

размер частиц коры, мм 3-5 0,25 - 3,00 менее 0,25 после дезинтегратора: размер частиц коры, мм 0,5-1 0,25 - 0,5 менее 0,25

содержание в общем объеме, % 7,5 80,8

11.7

содержание в общем объеме, %

11.8 41,8 46,4

На сегодняшний день наиболее эффективным способом разрушения признан ударный, и принцип его реализуется практически во всех измельчающих устройствах. Полученные выше результаты фракционирования подтверждают, что аппараты с высокой скоростью удара позволяют осуществить значительно более эффективное измельчение - после дезинтегратора сырье более однородное по составу и становиться мельче, чем после измельчения в молотковой дробилке. Как видно из графиков, представленных на рисунке 1, способ подготовки коры, при прочих равных условиях ведения процесса экстракции, оказывает существенное влияние

Рисунок 1 - Зависимость степени извлечения водорастворимых веществ от дисперсности коры и продолжительности экстракции

на интенсивность экстрагирования. Использование для измельчения дезинтегратора (частицы менее 2,0 мм) позволяет сократить процесс экстракции до 30 мин без снижения выхода экстрактивных веществ. При увеличении крупности коры достижение высокого выхода водорастворимых веществ связано с увеличением продолжительности экстрагирования, то есть при увеличении размера частиц лимитирующей стадией процесса экстракции является внутренняя диффузия. Растворение веществ в данном случае осложняется наличием целых клеточных стенок, через которые необходимо проходить диффундирующим частицам.

Необходимо отметить, что попытка получения большей дисперсности коры на дезинтеграторе, при замене классификатора с отверстиями 2 мм на 1мм привела к значительному падению производительности данного измельчителя. Многочисленными исследованиями по вопросу активации природных и синтетических материалов в процессе механо-импульсной и, в частности дезинтеграторной, обработки установлено, что на поверхности твердой частицы могут возникать силы молекулярного взаимодействия, имеющие электростатическую природу. Поэтому при тонком измельчении различных материалов у каждого есть свой критический размер частиц, ниже которого частицы начинают слипаться, что, естественно, отражается на рабочих характеристиках измельчителей.

Значительный интерес вызывает экспериментально подтвержденный факт разрушения коры при экстрагировании ее в аппарате, работающем по типу «струя-преграда». Учитывая, что при разрушении частиц вновь образующая поверхность позволяет извлекать больше веществ, а гидродинамический режим экстрагирования увеличивает скорость диффузии, то сочли необходимым исследовать и оценить эффективность совмещенного процесса экстракции и измельчения в аппарате «струя-преграда». Данный аппарат представляет собой цилиндр (рабочая камера) с поршнем, давление которого задает необходимую скорость суспензии на выходе из сопла цилиндра. Давление поршня обеспечивается гидравлически через шток приводного цилиндра. Для цикличности работы в аппарате предусмотрены впускной и выпускной клапаны, а также загрузочная и выпускная емкости, связанные между собой трубопроводом возврата суспензии.

Исследование влияния обработки суспензии в аппарате «струя-преграда» на изменение фракционного состава частиц коры

Для того, чтобы оценить влияние обработки коры в аппарате «струя-преграда» на фракционный состав и свойства коры, необходимо знать состав и свойства исходного материала. Фракционный состав коры после измельчения на дезинтеграторе приведен в таблице 1 в расчете на абсолютно сухое сырье. Как видно из таблицы, после дезинтеграторной обработки основной размер частиц коры составляет менее 1 мм (доля коры с размером частиц 0,6 - 0,1 мм более 80 %, мелкая фракция с размером

Таблица 1 - Фракционный состав коры лиственницы после измель-

чения в дезинтеграторе

Фракция Крупная Средняя Мелкая

Размер отверстий 1,0 0,63 0,4 0,32 0,2 0,16 0,1 0,071 0,063 Менее

сит, мм

Содержание частиц 1,7 19,1 25,2 7,6 21,1 10,0 7,3 2,6 0,6 4,8

на ситах,

Содержа-

ние частиц во фрак- 46,0 46,0 8,0

циях, %

частиц менее 0,1мм составляет 8 % коры), то есть можно считать, что кора имеет однородный фракционный состав

Обработку коры в аппарате «струя-преграда» проводили в следующем режиме. В качестве жидкой фазы - экстрагента была использована вода. Процесс вели при температуре 70 °С. Расстояние между соплом-насадкой и преградой было стабилизировано на 0,1 м, так как ранее было установлено, что эта длина свободной струи обеспечивает наибольшее давление струи суспензии на преграду в месте ее контакта. Также, в эксперименте использовали сопло-насадку с диаметром отверстия 0,002 м, что соизмеримо с размером частиц в суспензии Результаты исследования фракционного состава частиц коры после обработки суспензии в аппарате, в принятом режиме, представлены на рисунках 2 и 3.

♦ Крупная фракция

□ Средняя фракция

д Мелкая фракция

Продолжительность обработки, мин

Рисунок 2 - Влияние продолжительности обработки на фракционный состав коры

Рисунок 3 - Изменение фракционного состава коры в зависимости от продолжительности обработки в аппарате «струя-преграда»

Анализ резулыагов позволяет охарактеризовать процесс измельчения коры в аппарате, как процесс уменьшения частиц крупной фракции и увеличения частиц средней и мелкой фракций. Таким образом, установлено, что в аппарате «струя-преграда» действительно происходит разрушение в основном частиц крупной фракции коры на средние и мелкие. Характер этого разрушения имеет определенную закономерность -в среднем при разрушении крупной фракции образуется 54 % средней и 46 % мелкой. Также полученные результаты показывает, что продолжительность обработки суспензии более 45 мин не приводит к изменению фракционного состава частиц коры. Состав и размеры частиц после указанной продолжительности обработки можно назвать пределом разрушения коры или пределом ее измельчения в гидродинамическом аппарате. Установлено, что около половины крупных частиц не разрушаются при обработке суспензии коры в аппарате «струя-преграда», причем при любых условиях воздействия. Также можно отметить, что наиболее интенсивное разрушение коры происходит в первые минуты обработки. Так, после тридцатисекундной обработки суспензии разрушилось около трети частиц крупной фракции, после 15 мин - более половины.

Дополнительное фракционирование коры на фракционометре и по времени смачивания в холодной воде позволило разделить кору на две фракции: «тяжелая», хорошо смачиваемая - около 20 % и «легкая», практически не смачиваемая - 80 %.

На рисунках 4 и 5 представлено изменение крупной, средней и мелкой фракции частиц коры и содержание в них тяжелой и легкой фракции после измельчения в различных аппаратах. Частицы тяжелой фракции обладают высокой структурной плотностью и, как следствие, повышенной стойкостью к деформациям. Это исключает их разрушение при обработке в аппарате «струя-преграда». Частицы легкой фракции, напротив, обладают низкой структурной плотностью, поэтому при обработке в

Рисунок 5 - Содержание в коре тяжелой и легкой фракции после 45 мин измельчения в аппарате «струя-преграда»

аппарагах разрушаются на три фракции частиц с размером менее 0,32 мм («узкие длинные», «пылевидные» и «обычные» частицы)

Анализируя полученные результаты можно сказать, что изменение фракционного состава частиц коры при обработке в аппарате связано непосредственно с процессом разрушения частиц легкой фракции Кроме этою, предел измельчения коры в гидродинамическом аппарате соответствует завершению именно данного процесса

Подтверждает полученные результаты и микроскопическое исследование частиц коры - фотографии частиц коры в 30-ти кратном увеличении представлены на рисунках 6 и 7 На фотографии (рисунок 6) видно, что структура частиц легкой фракции более рыхлая по сравнению со структурой частиц тяжелой фракции После обработки в гидродинамическом аппарате частицы легкой фракции разрушаются на три типа частиц, изображенных на рисунке 7

Известно, что при импульсном нагружении разрушение многокомпонентных материалов идет по плоскостям спайности, то есть там, где частицы одного материала соединены с частицами других компонентов. Кроме тою, это предполагает и наличие естественного предела, до которого можно вести сокращение крупности материала - полное его разделение на структурные элементы, которые должны обладать ярко выраженными неоднородностями состава, что можно установить с помощью анализа их

Рисунок 6 - Частицы коры (1-частицы легкой фракция, 2-частицы тяжелой фракции) при увеличении в 30 раз

Рисунок 7 - Частицы коры легкой фракции после обработки в аппарате «струя-преграда» (1- узкие длинные частицы, 2- пылевидные частицы) при увеличении в 30 раз.

химического состава.

Групповой химический состав и некоторые физико-химические свойства исходной коры и фракций, полученных в результате ее обработки, устанавливали по методикам, принятым в химии древесины Результаты исследований приведены в таблицах 2 и 3 в расчете на абсолютно сухое сырье

Полученные результаты показывают, что фракции коры имеют различия в химическом составе Сопоставляя результаты по изменению фракционного состава коры при обработке в дезинтеграторе и аппарате «струя-преграда» с химическим составом фракций, можно сделать вывод, что повышенной стойкостью к разрушению обладают частицы коры с содержанием целлюлозы более 37 % Это можно объяснить свойствами целлюлозы - пластичностью и стойкостью к деформациям, что обусловлено строением данного полимера.

Таблица 2 - Состав и свойства коры лиственницы

Наименование показателя Исходная кора Фракции с размером частиц, мм

1,0 0,315 менее 0,063

Экстрактивные вещества, % 18,5 16,5 18,2 21,9

Коэффициент экстракции 0,81 0,83 0,82 0,78

Растворимые вещества*, % 16,3 14,8 16,7 1,5 16,7

Нерастворимые вещества*, % 2,2 1,7 52

Танниды*, % 9,1 9,2 9,4 8,9

Нетанниды*, % 7,2 5,6 7,3 7,8

Доброкачественность экстракта*, % 55,8 62,2 56,3 53,3

Легкогидролизуемые полисахариды, % 14,5 14.6 39.7 14,7 12,1

Трудногидролизуем. полисахариды, % 31,2 36,5 21,6

Сумма полисахаридов, % 45,7 54,3 51,2 33,7

Целлюлоза, % 31,3 37,0 34,8 22,8

Суммарная пористость по воде, см3/г Адсорбционная активность по йоду, % Адсорбционная активность по метиленовомуголубому, МТ/Т 1,2 21,7 64,9 1,37 1,23 0,91

13,1 18,6 23,5

47,5 64,7 66,1

*- определено по методу ББМ

Таблица 3 - Содержание отдельных компонентов в исследуемых образцах коры лиственницы

___В процентах_

Исход- Фракции коры

Образец ная Тяже- лег- узкие Обыч- пылевид-

кора лая кая длинные ные ные час-

частицы частицы тицы

Сумма

полисахаридов, 39,5 46,0 37,5 58,0 31,2 30,3

в том числе

целлюлоза 31,3 37,7 29,5 51,0 23,0 21,3

Зольность 2,4 1,1 27 1,2 1,2 7,5

Также результаты свидетельствуют о высоком содержании минеральных веществ в пылевидной фракции. Анализ содержания микро- и макроэлементов частиц данной фракции показал, что более половины их приходится на долю кремния и кальция.

Необходимо отметить, что обработка коры в дезинтеграторе и аппарате «струя-преграда» позволяет существенно (в 2,5-3 раза) повысить вы-

ход экстрактивных веществ по сравнению с существующим в промышленном производстве дубильных экстрактов. Высокий выход экстрактивных веществ с доброкачественностью экстракта, отвечающего требованиям технических условий на экстракт дубильный лиственничный, требует проведения дальнейших исследований с целью оптимизации процесса извлечения экстрактивных веществ при гидродинамическом воздействии. Можно отметить, что доброкачественность экстракта, полученного при экстрагировании мелких частиц коры, самая низкая (таблица 2). Поэтому для повышения доброкачественности экстракта из коры лиственницы можно рекомендовать отделение частиц мелкой фракции от основного состава коры в процессе измельчения и исключения их из процесса экстракции.

Влияние условий гидродинамического воздействия на изменение фракционного состава частиц коры и выход экстрактивных веществ в аппарате «струя-преграда»

Установлено, что при обработке суспензии коры в аппарате происходит одновременно два процесса - экстракция и измельчение. Ранее показано, что процесс измельчения выражается в уменьшении доли крупных частиц и соответственном увеличении средних и мелких частиц. После предельного разрушения свыше 60 % частиц коры представлены частицами средней фракции. Поэтому влияние параметров гидродинамического воздействия на изменение фракционного состава частиц коры определили, отслеживая изменения содержания средней фракции частиц. Для оценки влияния условий обработки на происходящие процессы, при проведении многофакторного эксперимента по плану Бродского в обработанной суспензии устанавливали содержание частиц средней фракции твердого остатка после экстракции коры (одубины) и содержание веществ в экстракте. В качестве основных факторов, влияющих на процессы измельчения и экстракции коры лиственницы, выбраны: Х1-концентрация коры в суспензии, Х2-продолжительность обработки, Х3-температура суспензии и Х4-скорость струи. В качестве выходных параметров приняты: У1- содержание в экстракте извлеченных веществ, %, и У2- содержание в одубине частиц средней фракции, %.

Статистическая обработка экспериментальных данных позволила рассчитать коэффициенты уравнений регрессии и получить соответствующие математические модели, адекватно описывающие процесс экстракции, уравнение (1), и измельчения, уравнение (2), коры лиственницы в аппарате типа «струя-преграда»:

Оценить влияние технологических факторов на изменение фракционного состава коры в данном аппарате можно по результатам,

У1 = 10,36 - 0,94Х1 + 1,13Х2 + 2,72Х3 + 0,775Х4 У2 = 50,6+1,07Х2 + 1,45Х4

'4

(1) (2)

представленным на рисунке 8, где показаны графики одномерных сечений в кодированных координатах.

• скорость струи ▲ продолжительность обработки

? 53.0

§ 52,5

52,0

и ® 51 5 о в .! >„

Б. 50,0 ч 49,5 <5 49,0

-1 -0,5 0 0,5 1

Значения факторов

Рисунок 8 - Влияние технологических параметров на содержание в одубине частиц средней фракции

Анализ результатов показывает, что наибольшее влияние на изменение состава фракций оказывают два технологических фактора - скорость истечения струи и продолжительность обработки. Согласно экспериментальным данным Ллашксвича Ю.Д. и Васютина В.Г., исследовавших механизм размола волокнистых суспензий в аппарате «струя-преграда», разрыв материала в аппаратах указанного шла происходит в основном за счет кавитации, эффект которой определяется волновым характером движения струи. Ими показано, что чем выше скорость струи и продолжительность обработки, тем эффективнее воздействие на волокно Таким образом, чем выше скорость струи, тем быстрее частицы коры достигают предельных деформаций и разрушаются. Поэтому температура и концентрация суспензии не оказывают существенною влияния на процесс измельчения.

Для оценки влияния технологических факторов на выход экстрактивных веществ коры при экстрагировании в аппарате «струя-преграда» на рисунке 9 представлены графики одномерных сечений

Как видно из представленных результатов, зависимость Y1 от всех факторов является линейной. При увеличении продолжительности обработки, скорости струи и температуры суспензии наблюдается увеличение количества извлекаемых экстрактивных веществ коры, а при увеличении концентрации коры в суспензии - снижение.

Уже отмечалось, что процесс извлечения экстрактивных веществ является диффузионным процессом. То есть, чем ближе к границе раздела фаз находится экстрагируемое вещество, тем быстрее завершится процесс. С повышением тсмпературы, согласно кинетической теории, повышается скорость движения частиц растворенного вещества и уменьшается вяз кость растворителя, что способствует увеличению скорости внутренней диффузии. Поэтому на эффективность экстрагирования веществ из коры

14,0 13,0

н

♦ Концентрация коры в суспензии

□ Продолжитель ность обработки

▲ Температура обработки

7,0

• Скорость струи

-0,5 0 0,5 Значения факторов

Рисунок 9 - Влияние технологических факторов на выход экстрактивных веществ коры

лиственницы, основным компонентом которых являются танниды, существенное влияние оказывает температура суспензии. Так, уменьшение температуры суспензии с 70 до 10 °С, при прочих равных условиях обработки, снижает выход экстрактивных веществ с 13,7 % до 8,2 %, то есть на 40 %.

Необходимо отмстить, что при температуре суспензии 10 °С через 7 мин обработки в экстракт переходит 9,4 % экстрактивных веществ. При данной продолжительности экстрагирования коры холодной водой это высокий показатель. Нами определено, что в стационарных условиях даже при комнатной температуре (18-23 °С) за один час в экстракт переходит не более 6-6,5 %, а через 24 часа не более 7-8 % экстрактивных веществ.

Увеличение концентрации коры в суспензии приводит к снижению выхода экстрактивных веществ. Можно предположить, что вместе с ростом концентрации, увеличивается доля перекрытых областей частиц размалываемой коры, что приводит к уменьшению количества обрабатываемых частиц и падению интенсивности процесса экстракции. Установлено, что изменение концентрации коры в суспензии с 1 до 2 % при прочих равных условиях уменьшает выход экстрактивных веществ, в среднем на 11-13 %.

Увеличение скорости истечения струи суспензии позволяет увеличить выход экстрактивных веществ из коры. Поры частиц коры заполнены воздухом, и чтобы экстрагент полностью пропитал частицу необходимо вытеснить воздух из ее капиллярно-пористой структуры. Кавитационные явления вызывают не только перепады (пульсации) давлений жидкости (волны сжатия-разряжения) на поверхности частицы, но и приводят к деформации самой частицы, ее газовых полостей, а также улучшают проникающую способность экстрагента. Все это соответственно увеличивает

скорость продвижения воды и скорость вытеснения воздуха внутри частицы коры, что, в свою очередь, благоприятно сказывается на интенсивности диффузионных процессов и в целом на снижении продолжительности процесса экстракции Так, изменение скорости струи суспензии со 129 до 84 м/с при прочих равных условиях вызывает снижение выхода экстрактивных веществ с 13,7 до 12,1 % Чтобы достичь выхода экстрактивных веществ 13,7 % при скорости струи 84 м/с, не изменяя концентрацию и температуру суспензии, необходимо увеличить продолжительность обработки почти в 20 раз Таким образом, в исследуемом диапазоне за счет изменения скорости струи суспензии можно в 20 раз сократить продолжительность процесса экстракции в аппарате

В целом можно сказать, что увеличение скорости истечения струи и продолжительности обработки суспензии в аппарате типа «струя-преграда» увеличивает выход экстрактивных веществ

Влияние продолжительности гидродинамического воздействия на выход растворимых и нерастворимых веществ в аппарате «струя-

преграда»

Пробы для определения экстрактивных, растворимых и нерастворимых веществ отбирали с интервалом 4,2 мин из двухпроцентной суспензии, обработанной в аппарате при температуре 70 °С и скорости струи 129 м/с Для оценки влияния мелкой фракции на извлечение растворимых и нерастворимых веществ исследовали кору лиственницы с различным фракционным составом Первый образец был представлен корой с исходным составом, а из второго образца удалили мелкую фракцию Результаты для обоих образцов представлены на рисунке 10 в виде графиков измене ния в экстрактах количества в процентах экстрактивных, растворимых и нерастворимых веществ в зависимости от продолжительнюсти обработки

Рисунок 10 - Влияние продолжительности обработки на выход экстрактивных веществ

Как видно, конечный выход растворимых веществ из образцов практически одинаковый, несущественные различия наблюдаются в скорости извлечения растворимых веществ. Результаты показывают, что целесообразнее проводить обработку суспензии не более 4 - 5,5 мин. За данное время в раствор переходит, в среднем, от 13,3 до 14,5 % экстрактивных веществ, в том числе 93-97 % растворимых веществ. При дальнейшей обработке суспензии выход экстрактивных веществ увеличивается, в основном за счет нерастворимых веществ, что отрицательно сказывается на качестве экстракта. Это связано с тем, что одновременно с процессом экстракции происходит и измельчение коры. Поэтому происходит образование настолько мелких частиц в суспензии, что они начинают проникать сквозь фильтр в экстракт.

Влияние продолжительности гидродинамического воздействия на изменение поверхностной структуры одубины в аппарате «струя-

преграда»

Структурные изменения послеэкстракционного остатка отследили как изменение его водо-пропускающей способности или градуса помола. Установлено, что одубина с помолом 30-40 °ШР обладает свойствами структуры, положительно влияющими на ее эффективное использование в биохимических процессах переработки. Больший помол одубины приводит к ухудшению скорости культивирования аэробных грибов по причине слеживаемости субстрата.

Начальный помол исходной коры составляет 6 °ШР. Влияние продолжительности набухания материала в воде на изменение его градуса помола установили в стационарных условиях: при температуре 20 °С через 0,5 ч он составил 6,5 °ШР, 3 ч - 10 °ШР, 24 ч - 12 °ШР, 72 ч - 12 °ШР; при температуре 100 °С через 0,5 ч - 10 °ШР, 3 ч - 12 °ШР, 24 ч - 12 °ШР. Таким образом, увеличение помола более 6 °ШР от исходного не происходит и связано это, скорее всего, с полным набуханием частиц.

Результаты исследования изменения помола одубины в зависимости от продолжительности обработки суспензии в аппарате (температура 70 °С, скорость струи 129 м/с, концентрация 2 %) представлены на рисунке 11. Полученные результаты показывают, что в аппарате «струя-преграда» происходит значительное изменение (раскрытие) пористой структуры поверхности частиц коры. Об этом свидетельствует и тот факт, что помол мельчайших частиц коры (фракция менее 0,063 мм) без обработки в аппарате составляет 16 °ШР. То есть, измельчение исследуемого материала до пылевидных частиц не увеличит помол свыше указанного, тогда как, варьируя продолжительностью обработки в аппарате можно изменять его степень помола с 6 до 54 °ШР.

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Продолжительность обработки, мин

Рисунок 11 - Изменение степени помола коры в зависимости от продолжительности обработки суспензии в аппарате «струя-преграда»

Анализ результатов показывает, что после 42 мин обработки дальнейшее изменение степени помола коры лиственницы не происходит. Полученные результаты хорошо согласуются с данными по изменению ее фракционною состава (рисунки 2, 3). Таким образом, помол 54 ШР является пределом размола исследуемого материала в аппарате и соответствует его пределу разрушения. Можно отметить неравномерное изменение градуса помола коры в ходе гидродинамической обработки Так, в начальные 0,5 мин обработки суспензии в установке помол изменяется с 6 до 18 °ШР (в среднем 24 °ШР/мин). Дальнейшая обработка в течение 5,5 мин увеличивает помол с 18 до 32 °ШР (2,7 °ШР/мин), а обработка с 6 до 42 мин - изменяет помол с 31 до 54 °ШР (0,64 ШР/мин). Го есть наиболее интенсивные изменения структуры коры происходят в аппарате в начальные 6 мин обработки.

В итоге можно отметить, что в аппарате «струя-преграда» за 5 мин обработки двухпроцентной суспензии коры лиственницы при температуре 70 °С и скорости струи суспензии 129 м/с можно получать водный экстракт, с выходом в среднем 14 % экстрактивных веществ, содержащий 95 % растворимых веществ, а также 86 % одубины, с приемлемым для биоконверсии (помол 28-30 ШР) разрыхлением структуры частиц. Экстракт, полученный в указанных условиях обработки, имеет доброкачественность 55,2-55,4 %, что отвечает требованиям, предъявляемым к дубильным экстрактам.

Таким образом, предложенный подход к переработке коры лиственницы позволил реализовать ее потенциальные возможности как сырья для производства дубильных экстрактов, и перевести твердый остаток после экстракции (одубину) в разряд сырья, пригодного для биохимических производств. При совмещении процессов размола и экстракции в гидродинамическом экстракторе, работающем по типу струя-преграда, не только

уменьшается продолжительность и температура процесса экстракции, но и увеличивается выход дубильных веществ. Реализуется возможность перевода экстрактора из полунепрерывного режима работы в непрерывный, замены батареи диффузоров на один аппарат.

В четвертой главе на основании проведенных исследований были разработаны рекомендации по совершенствованию технологии получения лиственничного дубильного экстракта, заключающиеся во введении в технологическую схему дополнительных узлов. Аппаратурно-технологи-ческая схема применительно к Тарутинскому заводу дубильных экстрактов с учетом предлагаемых рекомендаций представлена на рисунке 12.

1 -тележка; 2, 3, 4 -транспортер; 5 -рубильная машина; 6 -дезинтегратор; 7,19, 20 -сборник; 8 -кавитатор; 9 -самовыгружающая центрифуга; 10 -фильтр; 11,18 -сборник диффузионных соков; 12 -насос перекачивающий; 13 -барометрический ящик; 14 -теплообменники; 15 -вакуум-выпарная установка; 16 -конденсатор-холодильник; 17 -ловушка; 18 -сборник жидкого экстракта; 21 -сульфуратор; 22 -насос плунжерный.

Рисунок 12 - Модернизированная аппаратурно-технологическая схема Тарутинского завода дубильных экстрактов

Переоборудование заключается в замене батареи диффузоров периодического действия на дезинтегратор и кавитатор (аппарат динамического экстрагирования). Данное совершенствование позволяет: периодический процесс экстракции перевести практически в непрерывный; получить более качественный экстракт с большим содержанием веществ и одубину со структурой, приемлемой для дальнейшей переработки.

Проведенные технико-экономические расчеты показали экономическую целесообразность получения лиственничного дубильного экстракта. Уровень рентабельности составил 29 %, срок окупаемости 1,7 года, прибыль свыше 4 млн. рублей в год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что структура коры после гидродинамического измельчения представлена несколькими фракциями, обладающими индивидуальными физическими свойствами и химическим составом.

Максимальные различия по содержанию целлюлозы среди анализируемых фракций коры достигают 27 % от их абсолютно сухого состава. Показано, что содержание целлюлозы в частицах коры определяет деформационную стойкость частиц к разрушающему воздействию.

2. Доказано влияние степени дисперсности коры на выход экстрактивных веществ. Показано, что высокая степень измельчения сырья позволяет значительно снизить продолжительность процесса экстракции. Так, предварительная обработка коры в дезинтеграторе позволяет получать частицы коры менее 2 мм, что обеспечивает сокращение продолжительности экстракции до 30 мин.

3. Установлено, что совмещение процессов экстракции и измельчения коры в гидродинамическом экстракторе позволяет наиболее интенсифицировать процесс экстракции. Так, экстрагирование коры в аппарате «струя-преграда» позволяет за 5 мин обработки двухпроцентной суспензии коры лиственницы при температуре 70 °С и скорости струи суспензии 129 м/с получать водный экстракт с выходом 14 % экстрактивных веществ, содержащий 95% растворимых веществ. Экстракт, полученный в указанных условиях обработки, содержит 9 % таннидов от исходного сырья при доброкачественности 55,2-55,4 %, что отвечает требованиям, предъявляемым к дубильным экстрактам.

4. Определено влияние условий гидродинамического воздействия на совмещенные процессы экстракции и измельчения коры в аппарате «струя-преграда». В результате установлено, что увеличение скорости истечения струи и продолжительности обработки суспензии коры в аппарате оказывает основное благоприятное влияние, как на изменение размера частиц, так и на количество извлекаемых веществ.

5. Совмещение процессов экстракции и измельчения коры в аппарате «струя-преграда» позволяет твердый послеэкстракционный остаток использовать в качестве сырья для биохимических производств, что переводит производство дубильных экстрактов в разряд безотходных.

6. Предложена модернизация технологической схемы дубильно-экстрактового производства, позволяющая на порядок сократить продолжительность и температуру экстрагирования, существенно увеличить содержание таннидов в экстракте и получить одубину с развитой поверхностной структурой, приемлемую для биоконверсии. Проведенные экономические расчеты показали рентабельность предлагаемой модернизации экстракционных производств.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Барановский, СВ. Влияние способа размола волокнистой массы на внешнюю удельную поверхность / А.А. Набиева, СВ. Барановский,

Н.С. Решетова и др. // Проблемы химико-лесного комплекса: Материалы Всерос. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2002. - С. 85-89.

2. Барановский, СВ. Вопросы использования и утилизации коры с целью улучшения экономической обстановки на предприятиях лесного комплекса / СВ. Обровец, А.В. Гребнев, СВ. Барановский // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: Сб. ст. по материалам науч.-практ. конф. Часть 2. - Красноярск: СибГТУ, 2003. - С. 77-79.

3. Барановский, СВ Основные направления активации коры и одубины на безножевой установке типа «струя-преграда» / И.В. Фоменко, СВ. Барановский // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения: Сб. ст. по материалам науч.-практ. конф. Часть 2. - Красноярск: СибГТУ, 2003.-С. 69-72.

4. Барановский, СВ. Влияние гидродинамического размола на фракционный состав и пористую структуру одубины коры хвойных пород / Н.Ю. Ким, СВ. Барановский, Т.В. Рязанова, и др. // Лесной и химический комплексы: проблемы и решения: Сб. ст. по материалам Всерос. науч.-практ. конф. Том 1. - Красноярск: СибГТУ, 2003. - С. 360 -364.

Подписано в печать 28.01.2005. Сдано в производство 31.01.2005. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Изд. № 11. Заказ № 1181. Лицензия ИД № 06543 от 16.01.02.

Редакционно-издательский центр СибГТУ. 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82

767

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ СОСТАВА И СВОЙСТВ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ КОРЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД, СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ.

1.1 Анатомическое строение и физико-механические свойства коры.

1.2 Химический (групповой) состав и свойства основных компонентов коры деревьев хвойных пород.

1.2.1 Экстрактивные вещества коры.

1.2.2 Физико-химические свойства целлюлозы.

1.2.3 Лигнин.

1.3 Основные направления использования и химической переработки коры.

1.4 Экстрагирование растительных материалов и способы интенсификации процесса извлечения дубильных веществ.

1.5 Измельчающие аппараты и теоретические представления о механизмах разрушения.

2 МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

2.1 Выбор факторов для экспериментальных исследований.

2.2 Объекты исследования.

2.3 Схема исследования коры.

2.4 Методики изучения химического состава древесной коры.

2.4.1 Определение влажности и зольных веществ.

2.4.2 Методы исследования экстрактивных веществ.

2.4.3 Методы определения содержание полисахаридов.

2.4.4 Определение содержания целлюлозы.

2.4.5 Определение пористой структуры.

2.5 Конструкция и принцип действия лабораторных установок.

2.5.1 Конструкция и принцип действия аппарата ^ типа «струя-преграда».

2.5.2 Установка дезинтеграторного типа.

2.6 Фракционирование частиц коры и твердого после экстракционного остатка.

2.7 Методика проведения математической обработки процессов экстракции и измельчения коры в аппарате «струя-преграда.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1 Измельчение коры лиственницы и влияние степени дисперсности коры на выход экстрактивных веществ.

3.2 Исследование влияния продолжительности обработки суспензии в аппарате «струя-преграда» на изменение

V фракционного состава частиц коры. v 3.3 Влияние условий гидродинамического воздействия на изменение фракционного состава частиц коры и выход экстрактивных веществ в аппарате «струя-преграда».

3.4 Влияние продолжительности гидродинамического воздействия на выход растворимых и нерастворимых веществ в аппарате «струя-преграда».

3.5 Влияние продолжительности гидродинамического воздействия на изменение поверхностной структуры одубины в аппарате «струя- преграда». ь ( ч

4 РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ

ДУБИЛЬНОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРЫ ЛИСТВЕННИЦЫ.

V 4.1 Технологическая схема производства.

4.2 Технико-экономические показатели производства дубильного экстракта из коры лиственницы.

Переработка растительного сырья самыми разнообразными методами и конечными целями занимает значительную часть промышленности России, и поиск новых, экономически выгодных технологий в данной отрасли, как и в других направлениях хозяйственной деятельности людей, всегда актуален. Особенно сложная и важная задача для исследователей - вовлечение в переработку отходов, обладающих определенной экологической и пожарной опасностью, тем более, если это отходы, возникающие при потреблении самого уникального, а при разумном отношении и неиссякаемого в России, лесного ресурса, огромные запасы которого сосредоточены в Сибири.

В обычной практике лесозаготовок, в основном, используется стволовая часть дерева. Однако предприятия лесопильно-деревообрабатывающего и химико-лесного комплексов получают древесину в основном в не окоренном виде. В зависимости от породы, возраста, участка ствола и других факторов на долю коры приходится от 8 до 15% объема древесины. Поэтому ежегодно на этих предприятиях образуется около 30 млн. м3 коры в виде отходов окорки, в основном ели и лиственницы.

По своему химическому составу кора хвойных растений семейства PINACEAE является уникальным и практически неисчерпаемым сырьем для получения многих важных для хозяйственной деятельности продуктов. В коре, наряду с полисахаридами и лигнином, содержатся танниды и другие полифенолы, красящие и пектиновые вещества, суберин и др.

Однако, фактическая ситуация такова, что вся кора на перерабатывающих предприятиях сжигается или вывозится в короотвалы, хотя, как показывают расчеты, такая утилизация крайне нерентабельна. Высокая влажность коры на ЦБК (~60%) обуславливает низкую теплоту ее сгорания (~4 тыс. кДж/кг). Кроме того, образующиеся продукты горения и несгоревшие частицы отрицательно влияют на окружающую среду. Поэтому на большинстве предприятий, особенно средней мощности, не имеющих возможность утилизировать кору, скапливаются залежи отходов, захламляющих территорию, загрязняющих водоемы и представляющих реальную пожарную опасность [1-5]. В промышленном масштабе переработка коры осуществляется в основном только для получения дубильных экстрактов, основной частью которых являются танниды [6]. В качестве сырья для производства дубильных экстрактов используются древесина дуба, кора ивы, ели и лиственницы. Анализ ресурсов сырья показывает, что запасы первых в доступных районах практически истощены и перспективным сырьем остается только кора ели и лиственницы. Несмотря на наличие больших объемов этих видов сырья, предприятия по производству дубильных экстрактов испытывают острый дефицит в нем. Поставки еловой коры на дубильно-экстрактовые заводы составляют менее 20 тыс. тонн, т.е. менее 5% от имеющихся ресурсов. Коры лиственницы до последнего времени использовалось около 5 тыс. тонн или 0,5% от всей массы отходов, образующихся при ее окорке.

Основными причинами недостаточного использования коры хвойных в производстве дубильных экстрактов, при возрастающем в них дефиците, является:

1. Несоответствие основной массы отходов окорки требованиям технических условий на сырье для дубильно-экстрактовой промышленности по содержанию влаги и примесей (коры других пород и древесины в виде отщепа), что отрицательно влияет на качество получаемого экстракта, снижая дубящие свойства растительных дубителей.

2. Несовершенство аппаратурно-технологического оформления процессов, лежащих в основе данного производства. Давно устарел принцип основной технологической операции дубильно-экстрактового производства — процесс экстрагирования сырья, в диффузорах периодического действия. Кроме того, вследствие плохих гидродинамических условий, велика продолжительность процесса экстрагирования и невелик выход таннидов.

3. Невысокие потребительские свойства получаемых экстрактов, как по уровню доброкачественности, так и по выпускаемой форме. Вместе с тем проблема все возрастающих потребностей народного хозяйства в дубителях и других продуктах кормового (кормовой белок и сахар) и технического (сорбенты) назначения не сходит с повестки дня, и продолжает приобретать все большую остроту и значимость.

Поэтому сложившаяся ситуация делает совершенно необходимым поиск новых, более совершенных интенсивных способов переработки коры, в результате которых образовывалось бы меньше побочных и вредных продуктов, а сама технология была бы экологически чистой.

Идеальным решением данной проблемы, естественно было бы создание комплексной безотходной технологии с замкнутым циклом потребления воды и химикатов. Такое эффективное использование коры в промышленном производстве требует более глубокого изучения химического состава коры, состава получаемых экстрактов, а также особенностей ее переработки. Совершенствование технологического процесса экстрагирования должно происходить за счет создания аппаратов непрерывного действия, которые дадут возможность интенсифицировать и автоматизировать процесс экстракции. Такая возможность может быть реализована при использовании сырья высокой степени измельчения или совмещении процессов измельчения и экстракции, которые обеспечат непрерывное перемещение материала (динамический режим) и увеличат поверхность контакта его с экстрагентом.

В работе в качестве альтернативных решений существующей технологии дубильно-экстрактивного производства (Тарутинский экстракционный завод), базирующегося на извлечении водорастворимых полифенолов в диффузорах периодического действия, предлагается принципиально новое аппаратурное оформление процесса экстракции на примере коры лиственницы. В основу положено использование динамического режима экстрагирования коры высокой степени измельчения, что позволяет произвести замену линии диффузоров на два аппарата -дезинтегратор и аппарат безножевого размола типа «струя-преграда».

Разработанная технология позволит вести процесс экстракции практически непрерывно и получать не только качественный экстракт, но и послеэкстракционный остаток со структурой, приемлемой для биоконверсии. Кроме этого, выявленные в процессе исследований особенности разрушения коры позволят, при серьезной доработке, стать основой для создания новой технологии переработки не только многотоннажного и малоутилизируемого отхода предприятий лесопромышленного комплекса, но и в целом растительных материалов.

Результаты исследования изменения помола одубины в зависимости от продолжительности обработки суспензии в аппарате (температура 70°С, скорость струи 129 м/с, концентрация 2%) представлены на рисунке 3.14.

60 55 50 о. 45 з 40 я

§ 35 о 30 о 25

3 20 а

15 10 5 0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Продолжительность обработки, мин

Рисунок 3.14 - Изменение степени помола коры в зависимости от продолжительности обработки суспензии в аппарате «струя-преграда»

Полученные результаты показывают, что в аппарате «струя-преграда» происходит значительное изменение (раскрытие) пористой структуры поверхности частиц коры. Об этом свидетельствует и тот факт, что помол мельчайших частиц коры (фракция менее 0,063 мм.) без обработки в аппарате составляет 16°ШР. То есть, измельчение исследуемого материала до пылевидных частиц не увеличит помол свыше указанного, тогда как, варьируя продолжительностью обработки в аппарате можно изменять его степень помола с 6 до 54 °ШР.

Можно отметить неравномерное изменение градуса помола коры в ходе гидродинамической обработки. Так, после 0,5 минут обработки суспензии в установке помол изменяется с 6 до 18 °ШР (в среднем 24 °ШР/мин.). Дальнейшая обработка в течение 5,5 минут увеличивает помол с 18 до 32 °ШР (2,7 °ШР/мин.), а обработка с 6 до 42 минут - изменяет помол с 31 до 54 °ШР (0,64 °ШР/мин.). То есть наиболее интенсивные изменения структуры коры происходят в аппарате в начальные 6 минут обработки.

Также анализ результатов показывает, что после 42 минут обработки дальнейшее изменение степени помола коры лиственницы не происходит. Полученные результаты хорошо согласуются с данными по изменению ее фракционного состава (рис. 3.3). Таким образом, помол 54°ШР является пределом размола исследуемого материала в аппарате и соответствует его пределу разрушения. Сопоставляя данные, полученные при одинаковых условиях обработки суспензии коры в аппарате «струя-преграда» и представленные на рис. 3.3 и 3.14, можно получить достаточно четкое соответствие градуса помола коры и содержание в коре крупной, средней и мелкой фракции частиц.

В итоге можно отметить, что в аппарате «струя-преграда» за 5 минут обработки двухпроцентной суспензии коры лиственницы при температуре 70°С и скорости струи суспензии 129 м/с можно получать водный экстракт, с выходом в среднем 14% экстрактивных веществ, содержащий 95% растворимых веществ, а также 86% одубины, с приемлемым для биоконверсии (помол 28-30°ШР) разрыхлением структуры частиц. Экстракт, полученный в указанных условиях обработки, имеет доброкачественность 55,2-55,4%, что отвечает требованиям, предъявляемым к дубильным экстрактам.

Таким образом, предложенный подход к переработке коры лиственницы позволил реализовать ее потенциальные возможности как сырья для производства дубильных экстрактов и перевести твердый остаток после экстракции (одубину) в разряд сырья пригодного для биохимических производств. Совмещение процессов размола и экстракции в гидродинамическом экстракторе, работающем по типу струя-преграда, позволяет перевести процесс экстракции из диффузионного режима в кинетический. При этом, не только уменьшается продолжительность и температура процесса экстракции, но и увеличивается выход дубильных веществ и реализуется возможность перевода его из полунепрерывного режима в непрерывный, замены батареи диффузоров на один аппарат.

4. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ

ДУБИЛЬНОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРЫ ЛИСТВЕННИЦЫ

Одним из важнейших требований, предъявляемым к современным производствам, является их безотходность и отсутствие вредных выбросов в окружающую среду. При получении дубильного экстракта по предлагаемой технологии вредных выбросов в окружающую среду нет -одубину предполагается использовать в биохимической переработке.

4.1 Технологическая схема производства

На основании проведенных исследований были разработаны рекомендации по совершенствованию технологий получения лиственничного дубильного экстракта по следующему варианту, заключающемся во введении дополнительных узлов. На стадии измельчения сырья добавлен дезинтегратор и предусмотрена реконструкция узла экстракции - замена батареи диффузоров на гидродинамический экстрактор (кавитатор). Блок-схема представлена на рисунке 4.1.

Аппаратурно-технологическая схема применительно к Тарутинскому заводу дубильных экстрактов с учетом предлагаемых рекомендаций представлена на рисунке 4.2.

Лиственничная кора доставляется в рубильное отделение тележками (1) и с помощью транспортера (2) подается к рубильным машинам (5). Кора измельчается в одну стадию на центробежных дробильных машинах МИД-I с последующим рассевом на механическом сите. После измельчения кора должна полностью проходить через сито с ячейками 30 мм.

Рисунок 4.1 - Блок-схема производства дубильного экстракта из коры лиственницы

1 - тележка; 2, 3,4 - транспортер; 5 - рубильная машина; 6 - дезинтегратор; 7,19,20 - сборник; 8 - кавитатор; 9 - самовыгружающая центрифуга; 10 - фильтр; 11,18- сборник диф. соков; 12 - насос перекачивающий; 13 - барометрический ящик; 14 - теплообменники; 15 - вакуум-выпарная установка; 16 - конденсатор-холодильник; 17 - ловушка; 18 - сборник жидкого экстракта; 21 - сульфуратор; 22 - насос плунжерный.

Рисунок 4.1 - Аппаратурно-технологическая схема применительно к Тарутинскому заводу дубильных экстрактов с учетом предлагаемых рекомендаций

Измельченная кора с помощью ковшевого элеватора (5) подается в дезинтегратор (6), где происходит окончательное измельчение сырья, которое подается в диффузионное отделение, а именно в кавитатор. Также в кавитатор подается с помощью насоса (23) горячая вода (температура 70°С). Таким образом, дубильный материал подвергается экстрагированию прямо в кавитаторе, длительность обработки суспензии коры в кавитаторе 2-3 минуты. Далее обработанная суспензия из кавитатора подается в само выгружающую центрифугу (9), где происходит грубая очистка диффузионных соков. Поэтому далее предусмотрен фильтр (10) для окончательной (тонкой очистки) диф. соков.

Таким образом, твердый послеэкстракционный остаток (одубина) отделяется от экстракта для биохимической переработки.

Диф. соки собираются в мернике (11) и далее с помощью насоса (12) подаются через подогреватель (14) в четырехкорпусную выпарную установку (15). Плотность экстракта при выпуске не ниже 120 0 Брк.

Вторичный пар из четвертого корпуса отводится в барометрический конденсатор смешения (13). Воздух и несконденсированные пары отсасываются через ловушку (17) вакуумом.

Жидкий экстракт с выпарной установки попадает в сборник (18) жидкого экстракта.

Полученный жидкий экстракт подвергается модификации в закрытом металлическом аппарате - сульфураторе (33) из нержавеющей стали, снабженным мешалкой. Обогрев производится горячей водой из сборника оборотной воды. Модификация экстракта осуществляется сульфитом натрия, приготовление которого производится в сборнике (20).

Технологический режим модификации следующий: количество вводимого сульфита натрия 0,1% а.с.в. экстракта, температура обогрева не выше 75 °С, продолжительность не более 1 ч.

По окончании процесса модификации полученный дубильный экстракт направляется с помощью плунжерного насоса на распылительную сушилку, где упаривается до требуемой влажности. Упаковка, маркировка, транспортировка и хранение модифицированного лиственничного экстракта производится согласно ТУ 17 РСФСР 12-20-87.

4.2 Технико-экономические показатели производства дубильного экстракта из коры лиственницы

Для оценки экономической эффективности производства дубильного экстракта из коры лиственницы проведены технико-экономические расчеты, применительно к промышленному производству Тарутинского завода дубильных экстрактов по усовершенствованной технологии.

Основным критерием, определяющим экономическую целесообразность производства, является его рентабельность и срок окупаемости капиталовложений.

Расчеты, проведенные на основании результатов данной работы, технико-экономических показателей Тарутинского завода дубильных экстрактов 1991 -1993гг. и действующих нормативов по организации и планированию производства в ценах, приведенных к 2004 году, представлены в приложении 20. Основные технико-экономические показатели представлены в сводной таблице 4.1.

В настоящее время Тарутинский завод дубильных экстрактов объявлен банкротом. Как видно из таблицы 4.1, предлагаемое производство является экономически эффективным, и после внедрения предлагаемых усовершенствований завод может стать рентабельным. Таким образом, экономические показатели позволяют сделать вывод об эффективности производства экстракта дубильного лиственничного. Проведенная модернизация технологической схемы Тарутинского экстракционного завода, позволяет на порядок сократить продолжительность и температуру экстрагирования, существенно увеличить содержание таннидов в экстракте и получить одубину с развитой поверхностной структурой, приемлемую для биоконверсии. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлено, что структура коры после гидродинамического измельчения представлена несколькими фракциями, обладающими индивидуальными физическими свойствами и химическим составом. Максимальные различия по содержанию целлюлозы среди анализируемых фракций коры достигают 27 % от их ах. массы. Показано, что содержание целлюлозы в частицах коры определяет деформационную стойкость частиц к разрушающему воздействию.

2. Доказано влияние степени дисперсности коры на выход экстрактивных веществ. Показано, что высокая степень измельчения сырья позволяет значительно снизить продолжительность процесса экстракции. Так, предварительная обработка коры в дезинтеграторе позволяет получать частицы коры менее 2 мм., что обеспечивает сокращение продолжительности экстракции до 30 минут.

3. Установлено, что совмещение процессов экстракции и измельчения коры в гидродинамическом экстракторе позволяет наиболее интенсифицировать процесс экстракции. Так, экстрагирование коры в аппарате «струя-преграда» позволяет за 5 минут обработки двухпроцентной суспензии коры лиственницы при температуре 70°С и скорости струи суспензии 129 м/с получать водный экстракт с выходом 14% экстрактивных веществ и содержащий 95% растворимых веществ. Экстракт, полученный в указанных условиях обработки, содержит 9 % таннидов от исходного сырья при доброкачественности 55,2-55,4%, что отвечает требованиям, предъявляемым к дубильным экстрактам.

4. Определено влияние условий гидродинамического воздействия на совмещенные процессы экстракции и измельчения коры в аппарате «струя-преграда». В результате установлено, что увеличение скорости истечения струи и продолжительности обработки суспензии коры в аппарате оказывает основное благоприятное влияние как на изменение размера частиц, так и на количество извлекаемых веществ.

5. Совмещение процессов экстракции и измельчения коры в аппарате «струя-преграда» позволяет твердый послеэкстракционный остаток использовать в качестве сырья для биохимических производств, что переводит производство дубильных экстрактов в разряд безотходных.

Предложена модернизация технологической схемы дубильно-экстрактового производства, позволяющая на порядок сократить продолжительность и температуру экстрагирования, существенно увеличить содержание таннидов в экстракте и получить одубину с развитой поверхностной структурой, приемлемую для биоконверсии. Проведенные экономические расчеты показали рентабельность предлагаемой модернизации экстракционных производств.

1. Вьюнова Б.Б., Черноусое Ю.И. Утилизация коры в ЦБП // Экспресс-информация. Целлюлоза, бумага и картон. М.: ВНИИПиЭИ Леспром, 1983 -вып. 31.-С. 12.

2. Зыков Ф.И. Основные направления использования коры и использование механизмов для ее изменения // Труды ЦНИИМОД М., 1966. - вып. 20. - С. 111 - 114.

3. Цывин М.М. Использование древесной коры. М.: Лесн. пром-сть, 1973.-96 с.

4. Житков А.В. Утилизация древесной массы. М.: Лесн. пром-сть, 1985.-135 с.

5. Левин Э.Д., Денисов О.Б., Пен Р.З. Комплексная переработка лиственницы. — М.: Лесн. пром-сть, 1978. 224 с.

6. Киракосьянц М.Х. Актуальные проблемы дубильно-экстрактовой промышленности СССР // Экспресс-информация. Кожевная промышленность. М.: ЦНИИТЭИ легкой пром-сти, 1982. - вып. 15. - 18 с.

7. Пол Д.И. Крамер, Теодор Т., Козловский. Физиология древесных растений : пер.с англ./ Под ред. И.Г. Завадской, П.П. Викторова, М.В. Райхинигтейна, М.: Лесн.пром-сть, 1983. - 464 с.

8. Химия древесины : Перевод с англ./ Под ред. Б.Л. Браунинга. М.: Лесн.пром-сть, 1967. 416 с.

9. Вахрушев В.И. Производство дубильных экстрактов. М.: Легпромиздат, 1990. - 314 с.

10. Шарков В.И. Гирчиц А.Л., Сартания Ф. О химическом составе древесной коры // Лесохим.пром-сть. 1939. - № 3. - С. 40-45.

11. Рубчевская Л.П., Левин Э.Д., Чупрова Н.А. Химический состав коры лиственницы в различные периоды годового цикла // Тез. докл. 1 Всесоюз. конф. Изучение и использование древесной коры. Красноярск, 1977. - С. 10-11.

12. Васильева Н.А., Гелес И.С. Экстрактивные вещества коры и древесины ели и сосны // Тез. докл. III Всесоюз. науч.-практ. конф. Химия и использование экстрактивных веществ дерева. — Горький, 1990. — с 98-100.

13. Шарков В.И. Гидролизное производство. Ч. 1. Теория осахаривания разбавленными кислотами. М.: Госмедтехиздат, 1945. — 285 с.

14. Барабаш Н.Д., Левин Э.Д., Астапкович И.Н. О химическом составе коры Larix sibirica.// Химия природ, соед. 1970, - № 3. — с. 386-387.

15. Долгодворова С.Я., Скринник Л.А., Черняева Г.Н. Экстрактивные вещества древесины и коры древесных пород среднетаежной подзоны Сибири. Сообщение 3.// Растительные ресурсы. 1976. - Т. XII. - С. 84-88.

16. Химия древесины: / Пер.с фин. Под ред. М.А. Иванова. — М.: Лесн.пром-сть, 1982. 399 с.

17. Исследование химического состава водных экстрактов компонентов лиственницы сибирской / Н.А. Чупрова, Л.П. Ажар, Л.Е. Патрушева, В.Т. Усова.// Химия и химическая технология древесины. Красноярск, 1975. -вып.З.-С. 99-105.

18. Dictrichs Н.Н.// Holz Koh Werkst. - 1975. - 33. - P. 13-20.

19. Меженинов М.Ю., Красухин М.Н., Егоров Б.А. Производство растительных дубильных экстрактов. М.: Ростехиздат, 1962. - 291 с.

20. Михайлов А.Н. Химия дубильных веществ и процессов дубления. — М.: Гизлегпром, 1953. 320 с.

21. Экстрактивные вещества древесины: Перевод с англ./ Под ред. Хиллиса. М.: Лесн.пром-сть, 1965. - 504 с.

22. Запрометов М.Н. Биохимия катехинов. М.: Наука, 1964. - 295 с.

23. Уайт Т. Химия растительных таннидов.// Химия и технология кожи.- М.: Ростехиздат, 1962. С. 78-140.

24. Чумбалов Т.К., Пашинина JI.T. Изучение катехинов горного ревеня // Биохимия. 1962. - Т. 27 - № 4. С. 651-655.

25. Пашинина JI.T., Чумбалов Т.К. Фенольные соединения и их физиологические свойства. — Алма-Ата : Знание, 1974. 26 с.

26. Tirimanna A.S.L., Porera K.P.W.C. A new chromotographic spray for the detection of catechins // J. Chromotogr. 1974/ - v. 58 - P. 302-303/

27. Haworth R.D. The chemictry of taninas // Advancemant. Sci. v. 19 - P. 396-406.

28. Никитин Н.И. Химия древесины. M. JI., изд-во АН СССР, 1951.578 с.

29. Роговин З.А., Шорыгина Н.Н. Химия целлюлозы и ее спутников. М.- JL, Госхимиздат, 1953. 678 с.

30. Степаненко Б.Н. Химия и биохимия углеводов. М.: Высшая школа, 1978.-256 с.

31. Кленкова Н.И. Структура и реакционная способность целлюлозы. — Л.: 1976.-367 с. '

32. Физико-механические свойства природных целлюлозных волокон. Аликин В.П., изд-во «Лесная пром-сть», 1969. — 140 с.

33. Никитин В.Н. Вестник Ленинградского университета, 1950. № 3.

34. Кленкова Н.И. Структура и реакционная способность целлюлозы. — Л.: Наука, 1976.-367 с.

35. Жбанков Р.Г. Инфракрасные спектры и структура углеводов. — Минск : Наука и техника, 1977. 455 с.

36. Фрей-Вислинг А. Общая структура волокон. В кн.: Основные представления о волокнах, применяемых в бумажной промышленности, М.: Гослесбумиздат, 1962. - С. 9-13.

37. Hessk, Kissing Н., Gundermann F.// Phisik.Chem. 1941, № 49. С. 64.

38. Wergin W. Kolloid. Z, 98, 2,1942, c.141; 100, 3, 1942, c.436.

39. Москалева В.Е., Брянцева З.Е. Электронно-микроскопическое исследование строения клеточной стенки древесины лиственницы в процессе сульфатной варки // Химия древесины. 1971. - № 10. - С. 53-61.

40. Гуль В.Е., Кулезнов В.Н. Структура и механические свойства полимеров. М.: Высшая школа, 1972. - 320 с.

41. Гуль В.Е. Реологическая концепция разрушения полимерных материалов. Минск, 1975. 31 с.

42. Новикова О. А., Сергеев В.П. Модификации поверхности армирующих волокон в композиционных материалах. Киев : Наукова думка, 1989. - 220 с.

43. Химия древесины : Пер. с англ./ Под ред. Л.Э. Уайза и Э.С. Джано. -М. — Л.: Гослесбумиздат, 1960. — Т.1. 608 с.

44. Фролов М.В. Структурная механика бумаги. М.: Лесн.пром-сть, 1982.-272 с.

45. Рейзиныл Р.Э. Структурообразование в суспензиях целлюлозных волокон. Рига : Зинатне, 1987. - 208 с.

46. Parameswaran N. Zur Kristallinitat der cellulose in Rinde und im Holz Liniger tropichen Baumarten Holzforschung, - 1973. - Bd. 27. - № 5. - P. 151 -153 .

47. Alexandor S.D., Marton R. Effect of beating and wet pressing on fiber and sheet properties // Tappi. 1968. - v. 51, - № 6, - P. 227-283.

48. Iaune B.A. Mechanical properties of wood fibres // Tappi. 1969. V. 42. - № 6. - P. 461-467.

49. Iaune B.A. Some mechanical properties of wood fibres in tension // Forest Prod. J. 1960. V. 10 - № 6. - P. 316-322.

50. Freudenderg К. Tannin, Cellulose und Liggnin.// J.Sprinder. Berlin, 1936.-220 p.

51. Химия древесины : Перевод с англ./ Под ред. Луис Э. Уайз, Эдвин С. Джан. М. - Л.: Гослесбумиздат, 1959. - Т. 1 - С. 520.

52. Кретовин В.Л. Биохимия растений М.гВысшая школа, 1986.- 503 с.

53. Мардер В.М. Опыт сжигания коры на целлюлозно-бумажных комбинатах. — М., 1967. 158 с.

54. P.Dietz. Dichte und Rindengehalt vjn industriehelz. // Holz als Roh-und Werkstoff. 1975. -V. 33. - P. 135-141.

55. Санников A.C., Калугина З.С. Рекомендации по использованию древесной коры в качестве тепличного грунта в лесном и сельском хозяйстве. -Архангельск, 1984. 12 с.

56. Петров B.C. Технология углей из лесосечных отходов лиственницы и других хвойных пород Сибири. Автореф. дис.д-ра техн. наук. Рига, 1987.-48 с.

57. Шишкин В.А., Думина Л.А., Журавлева Л.А. Пиролиз водоэкстрактивных веществ // Изв. вузов. Лесн. журн. 1972. - № 1. - С. 112.

58. Мусихина Л.Н. Исследование возможности получения поверхностно-активных веществ из коры и одубины некоторых пород деревьев. Автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 1971. - 9 с.

59. Ивкина Т.М., Левин Э.Д. Оптимизация сорбции разливов нефти измельченной корой лиственницы сибирской // Изв. вузов. Лесн. журн. — 1984.-№5.-С. 80-83.

60. Лученко А.Г., Авдюнова Н.В. Исследование превращений коры ели при ее термогидролитической обработке. // Труды СвердлНИИЦДрев. М.: Лесн. пром-сть, 1970. - Вып 5. - С. 61.

61. Фефилов В.В. Переработка и исследование древесной коры // Актуальные проблемы функционирования лесопромышленных комплексов. -М.: Лесн. пром-сть, 1975. С. 105-111.

62. Патент № 3817826, США, МКИ С 07 С 1/00, D 21 С 5/00.

63. Иванов Е., Кузнецов Ю.М. Коррозионное поведение железа в растворах таннина / Защита металлов. 1990. - Т.26. - № 1. - С.48-53.

64. Moresky I.F. Tannins and their utilisation in corrosion protection : a review // Corros Australas. 1988. - T. 10. - № 5. - P. 10-12.

65. Ингибирующий эффект производных фурфурола на коррозию сплавов железа / В.П. Григорьев, И.М. Гершанова, В.Н. Кравченко и др.// Труды Рост.ун-та. Ростов н/Д., 1989. - 13. - Деп. ОНИИТЭХим, г. Черкассы,- № 323 - ХП 89.

66. Singh D.D., Baneijee V.K. Vapaur phase corrosion inhibitors a review // Anti-Corros. Meth. And Mater. - 1984. - V. 31. - № 6. - P. 4-8.

67. A.c. № 3940257, СССР, МКИ С 05 F 7/00

68. Способ компостирования древесной коры с морскими водорослями. Г.А. Орлов, А.В. Зайцев, И.К. Иванов (СССР). № 294046/27, Заявл. 23.04.80: Опубл. 23.12.84. Бюл. № 47.

69. Чернивецкая В.К., Киришский БХЗ. Использование гидролизного лигнина // Гидролизная пром-сть. 1987. - № 4. - С. 10.

70. Роботнова И.Л., Позмогова И.Н. Хемостатное пультивирование и ингибирование роста микроорганизмов. М.: Наука, 1979. 207 с.

71. Эрнст Л.К., Науменко З.М., Лодинская С.И. Кормовые продукты из отходов леса. М.: Лесн.пром-сть, 1982. - 168 с.

72. Сольман С. Производство древесной мелассы в Швеции. Доклад на советско-шведском симпозиуме. 1979. Фирма «Асса», Швеция.

73. Tschikawa Н., Kono Т. Scki Repts mazasuyama agr.// Call. - 1972.523 p.

74. Федеров В.Г., Хоконов Х.Б. Влияние диспергирования твердых тел при быстрой релаксации напряжений всестороннего сжатия.// Докл. АН СССР. 1988. - Т. 300. - № 5. - С. 1126-1128.

75. Барабашкин В.П. Молотковые и роторные дробилки. М.: Наука, 1973. -145 с.

76. Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. М.: Химия, 1968.-384 с.

77. Никифоров Г.Ф. Разработка основ технологии извлечения таннидов из коры лиственницы сибирской в условиях нижних складов леспромхозов : Автореф. дис. .канд. техн. наук. Красноярск, 1969. - 23 с.

78. Никифоров Г.Ф., Буторова О.Ф. К вопросу интенсификации экстрагирования таннидов из коры лиственницы.// Химия и химическая технология древесины. Красноярск, 1973. - вып. 1.-е. 90-92.

79. Любанский Б.П., Коган В.Б. Извлечение экстрактивных веществ древесины лиственницы органическими растворителями в поле механических колебаний // Химия и технология целлюлозы. Л.: 1979. — вып. 6,-С. 18-19.

80. Любанский Б.П., Барам А.А., Коган В.Б. Экстракция коры лиственницы в поле механических колебаний // Химия и технология целлюлозы. Л., 1979. - вып. 6. - С.19-21.

81. Виноградова Н.М. Интенсификация извлечения таннидов из дубильных материалов // Физико-химические исследования продуктов химической переработки древесины : Сб.трудов АЛТИ. Архангельск, 1972. -вып. 32.-С. 104.

82. Волков Н.В. Интенсификация процессов извлечения таннидов из растительного сырья. // Использование древесных отходов и побочных продуктов леса. Архангельск, 1977.-С. 131-137.

83. Соснин А.Е., Загуляева М.М. Влияние добавки химических реагентов на извлечение водоэкстрактивных веществ из сосновой коры.//

84. Физико-химические исследования продуктов химической переработки древесины : Сб. трудов АЛТИ. Архангельск, 1972. - вып. 32. - С. 32-39.

85. Рязанова Т.В. Комплексная переработка коры хвойных пород с получением дубильных экстрактов с заданными свойствами. Дисс.доктора техн. наук, Красноярск, 1999. С. 498.

86. Рязанова Т.В., Левин Э.Д., Астапкович И.Н. Системная технология переработки древесной коры с выделением дубителя и утилизация одубины.// Химия и использование экстрактивных веществ дерева. Горький, 1990. - С. 106-108.

87. Симонов М.И. Окорочные станки : устройство и эксплуатация. М.: Легпром, 1990. 182 с.

88. Хозанов Г.С. Физика измельчения. М: Наука, 1971. - С. 213-215.

89. Хинт И.А. О четвертом компоненте технологии // Научно-информационный сборник СКТБ «Дезинтегратор», Таллин : Валгус, 1980. -66-72.

90. Овчинников П.Ф. Теория процесса активации порошка.// Дезинтеграторная технология. Тез. докладов VI Всесоюз. семинара. Таллин, 1989.-С. 5-6.

91. Клеточная стенка древесины и ее изменения при химическом воздействии. — Рига : Зинатне, 1977. 507 с.

92. Роуленд С. Вода в полимерах. М.: Мир, 1984. - 555 с.

93. Бартенев Г.М., Зуев Ю.С. Прочность и разрушение высокоэластичных материалов. М.-Л.: Химия, 1964. - 386 с.

94. Иванов С.Н. Технология бумаги. Л.: Гослесбумиздат, 1970. - 695 с.

95. Пашинский В.Ф. Машины для размола волокнистой массы. — М., 1972. 160 с.

96. Гаузе А.А., Ушаков А.А., Федоров Ю.М. Современное состояние и перспективы развития оборудования для роспуска макулатуры.// Машины и аппараты целлюлозно-бумажного производства. Межвузовский сб. С.-Пб. -1997.-С. 18-22.

97. Легоцкий С.С., Гончаров В.Н. Размалывающее оборудование и подготовка бумажной массы. М.: Лесная пром-сть, 1990. - 24 с.

98. Алашкевич Ю.Д. и др. Машины для получения и размола волокнистой массы. Учебное пособие // Красноярск. ЮГУ, 1980. 131 с.

99. Гончаров В.Н., Гаузе А.А. Машины для роспуска и безножевого размола массы. Л.: ЛТА, 1970. - 106 с.

100. Марков В.Г. Исследование гидродинамического размола массы. Дис. .канд. техн. наук. ЛТА им. С.М. Кирова, 1949. - 210 с.

101. Васютин В.Г., Алашкевич Ю.Д. Повышение эффективности безножевой размольной установки. Машины и аппараты целлюлозного производства. Л., 1986. - С. 60-64. (Межвуз. сб. науч. тр./ ЛТИ ЦБП).

102. Васютин В.Г. Интенсификация процесса комбинированного размола.: Дис.канд.техн.наук. 05.21.03. - Утв. 24.11.1987. - Красноярск, 1987.-165 с.

103. Деформация целлюлозных волокон под действием кавитации./ Ю.В. Козулин, В.Г. Пивоваров, В.М. Дробосюк, С.Л. Талмуд // Автоматизация, механизация и оборудование процессов ЦБП. Сб. тр./ ВНИИБ. 1981. - С. 55-57.

104. Майер В.В. Кумулятивный эффект в простых опытах. М.: Наука, 1983.-С. 12-34.

105. Хныкин В.Ф. О влиянии конструктивных особенностей гидромонитора и насадки на компактность струи.// Тр. ИГД АН СССР им. А.А. Скочинского. 1965. - вып. 3.

106. Никонов Г.П., Шавловский С.С., Хныкин В.Ф. Исследование динамики и структуры тонких струй воды давлением до 500 атмосфер.// ИГД им. А.А. Скочинского. М., 1969. - 38 с.

107. Нурок Г.А. Гидромеханизация открытых горных разработок. М.: Недра, 1979.-584 с.

108. Румпф Г. Об основных физических проблемах при измельчении. — В кн.: Тр. Европейского совещания по измельчению М.: Стройиздат, 1966. -С. 7-40.

109. Ребиндер П.А. Избранные труды. Физико-химическая механика. -М.: Наука, 1979.-384 с.

110. Макклинтон Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов./ Пер.с англ.под ред. Е.М. Морозова. М.: Мир, 1970. - 443 с.

111. Качанов JI.M. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974. —311 с.

112. Кащеев В.Н. Абразивное разрушение твердых тел. М.: Наука, 1970.-247 с.

113. Бартенев Г.М., Юдина И.В., Ребиндер П. А. К теории самопроизвольного диспергирования твердых тел. Коллоид, журн., 1958, т. 20,№ 5, с. 655-664.

114. Griffiths А.А. Phiios, Trans. Роу. Soc. London А, 1921, vol. 221, P. 163-198.

115. Rose H.E. Dechema - Monogr., 1972, Т. 1, Bd. 69, № 1292/1326, P. 87-120.

116. Шулепов С.В. Физика графитовых материалов. М.: Металлургия, 1972.-240 с.

117. О влиянии изменений изменений поверхностной энергии на спайность, твердость и другие свойства кристаллов. В кн.: VI съезд русских физиков. - М.: ОГИЗ, 1928. - С. 29.

118. Кванг С.Т., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения. — М.: Химия, 1981.-463 с.

119. Рязанова Т.В., Чупрова Н.А., Исаева Е.В. Химия древесины. Красноярск: КГТА, 1996. 325 с.

120. Методы исследования пористой структуры высокодисперсных пористых тел : Уч. пособие. — Л.: Изд-во ЛТИ им. Ленсовета. 1984. — 74 с.